Giới thiệu về hệ enzyme proteaza

4. Nƣớc mắm cua thối

1.3.2.Giới thiệu về hệ enzyme proteaza

Quá trình thủy phân protein trong thịt cua đƣợc xúc tác bởi hệ enzyme proteaza có trong bản thân nguyên liệu và có trong vi sinh vật. Các nhà khoa học Việt Nam tại Nhật Bản đã phân chia hệ enzyme này thành các loại bao gồm: hệ metalo proteaza, hệ serin-proteaza và hệ acid proteaza.

- Hệ acid proteaza: Hệ này có tính acid thƣờng hoạt động mạnh nhƣng bị ức chế bởi nồng độ muối cao, đại diện cho hệ này là Cathepsin D. Theo nghiên cứu của Sharp hệ này mất hoạt tính ở nồng độ muối 5% sau 12 giờ. Trong quá trình thủy

phân protein, hệ enzyme này chỉ tồn tại trong giai đoạn ngắn của thời kỳ đầu thủy phân, bị ức chế và mất hoạt tính ngay trong thời gian đầu chế biến chƣợp. Vì vậy, nó đóng vai trò yếu đuối trong quá trình chế biến nƣớc mắm.

- Hệ Metalo proteaza còn gọi là aminopeptidaza hay Apaza thƣờng có nhiều trong nội tạng các động vật thủy sản, cua cũng vậy. Hệ này chịu đƣợc nồng độ muối cao nên hoạt động mạnh trong nƣớc bổi, hoạt tính tăng dần theo thời gian và giảm dần ở cuối quá trình. Hệ này có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptid, pH thích hợp 5-7.

- Hệ serin-proteaza điển hình là trypsin tồn tại nhiều trong nội tạng cua, chúng có tồn tại trong nƣớc bổi song hoạt động yếu, hoạt tính tăng dần theo thời gian. Theo Koide thì hệ enzyme này luôn bị ức chế bởi chuỗi axit amin nằm trong cấu trúc của enzyme. Khi phân giải tế bào thì Cathepsin B giữ nhiệm vụ tháo gỡ chuỗi ức chế ra khỏi cấu trúc và serin-proteaza hoạt động đƣợc.

Enzyme Cathepsin bị ức chế bởi nồng độ muối cao trong quá trình chế biến nƣớc mắm, vậy để Cathepsin hoạt động đƣợc ta phải áp dụng phƣơng pháp cho muối nhiều lần, phải thủy phân từng đợt từ đầu amin của cấu trúc trở đi và apaza đảm nhận nhiệm vụ này.

Hệ enzyme proteaza đóng vai trò quan trọng trong quá trình thuỷ phân protein trong thịt cua, song để chúng tồn tại và hoạt động đƣợc thì còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ: nhiệt độ, pH môi trƣờng, nồng độ muối, hàm lƣợng nƣớc, nồng độ cơ chất…Vì vậy, ta cần nắm rõ tính chất cũng nhƣ đặc điểm của từng hệ enzyme để tạo điều kiện tối ƣu nhất cho enzyme hoạt động và thuỷ phân.

1.3.3. Giới thiệu về enzyme bromelin [18]

Vì trong quá trình xử lý nguyên liệu đã loại bỏ đi một phần nội tạng cua nên lƣợng enzyme nội tại trong bản thân nguyên liệu còn không nhiều nên tiến hành bổ sung thêm một lƣợng enzyme bromelin có trong dứa vào trong quá trình chế biến giúp tăng nhanh quá trình thủy phân protein có trong thịt cua.

Bromelin là nhóm proteaza thực vật có nhiều trong thân và trái dứa nhƣng nhiều nhất là trong quả. Bromelin thuộc nhóm endoproteaza có khả năng phân cắt các liên

kết peptid nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các peptid. Khi bổ sung dứa vào trong khối chƣợp thì bromelin kết hợp với protein trong thịt cua và thủy phân sơ bộ cho ra polypeptide và acid amin.

Giống nhƣ các loại chất sinh học khác, bromelin cũng bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố nhƣ nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion kim loại, một số nhóm chức...pH là yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme. pH thích hợp nhất đối với bromelin không ổn định mà phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian phản ứng, bản chất và nồng độ cơ chất…Enzyme này thƣờng hoạt động ở vùng trung tính pH = 7-8.

1.3.4. Ứng dụng chung của enzyme proteaza

Enzyme ngày càng có vị trí quan trọng trong sự phát triển của nhiều lĩnh vực. Proteaza là loại enzyme đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhƣ: công nghệ thực phẩm, y học, hóa phân tích đặc biệt là trong lĩnh vực chế biến thủy sản.

Từ lâu ngƣời ta đã nghiên cứu và biết đƣợc tác dụng của proteaza có sẵn trong nguyên liệu có tác động đến quá trình thủy phân cá trong công nghệ sản xuất nƣớc mắm. Để tăng nhanh quá trình thủy phân rút ngắn thời gian chế biến nƣớc mắm ngƣời ta đã tiến hành tạo nhiệt độ thích hợp cho proteaza hoạt động, làm giảm độ mặn ban đầu của khối chƣợp cũng nhƣ làm tăng diện tích tiếp xúc giữa proteaza với cá bằng cách xay nhỏ. Hơn nữa, ngƣời ta còn nghiên cứu bổ sung thêm proteaza từ ngoài vào để làm tăng tốc độ, hiệu quả thủy phân protein trong cá. Dựa vào những đặc điểm chế biến của sản phẩm nƣớc mắm lên men từ cá thì nƣớc mắm lên men từ cua đồng sơ bộ cũng có những nét gần nhƣ tƣơng tự.

Như vậy: Chế biến nước mắm từ cua đồng đã có công nghệ truyền thống trong dân gian nhưng việc nghiên cứu sâu sắc về các công đoạn một cách khoa học và đưa ra công nghệ sản xuất mắm cua đồng đạt chất lượng tốt thì chưa có công trình nào công bố. Do đó đề tài “Nghiên cứu sản xuất nước chấm lên men từ cua đồng” với những nội dung chính đã đề cập ở trên là vấn đề mới mẻ và cần thiết hiện nay.

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. VẬT LIỆU NGUYÊN CỨU

2.1.1. Nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu chính sử dụng trong quá trình chế biến nƣớc mắm là: Cua đồng có tên khoa học là Somaniathelphusia sinensis.

Cua đồng đƣợc mua từ các tỉnh từ Bình Định đến Khánh Hòa đặc biệt là ở vùng quê Bình Định. Nguồn cua đồng ở Bình Định không những nhiều mà giá còn rất rẻ nên cua sau khi thu mua xong thì đƣợc vận chuyển ngay vào Nha Trang để tiến hành làm thí nghiệm.

Yêu cầu nguyên liệu: Cua phải còn sống, tƣơi sạch và đảm bảo chất lƣợng.

Ngoài nguyên liệu chính là cua đồng thì còn có các nguyên liệu phụ khác không kém phần quan trọng trong quá trình chế biến góp phần tạo nên hƣơng vị hài hòa cho sản phẩm nhƣ:

Muối ăn (NaCl)

Muối là thành phần không thể thiếu đƣợc trong quá trình chế biến nƣớc mắm, thiếu muối nƣớc mắm không hình thành đƣợc. Muối sử dụng trong quá trình chế biến nƣớc mắm với mục đích:

Tạo vị.

Ức chế hoạt động của vi sinh vật gây thối.

Yêu cầu: Muối dùng trong quá trình chế biến là loại muối tốt hạt nhỏ, màu trắng không lẫn tạp chất cát sạn. Hàm lƣợng NaCl trên 95% độ ẩm không quá 0.5% và đã đƣợc loại đi các muối tạp chất nhƣ CaCl2, MgCl2, KCl…gây vị đắng chát cho sản phẩm.

Dứa

Dứa đƣợc bổ sung vào trong quá trình chế biến nƣớc mắm ở công đoạn phối trộn với mục đích:

Tạo màu, vị đồng thời cung cấp nguồn cơ chất (đƣờng) cho vi khuẩn phát triển đặc biệt là hệ vi khuẩn lactic.

Bổ sung thêm 1 lƣợng enzyme bromelin giúp tăng nhanh quá trình thủy phân, rút ngắn đƣợc thời gian lên men.

Yêu cầu: Dứa phải tƣơi, không dập nát, đảm bảo vệ sinh ATTP.

Thính gạo

Thính gạo cũng là 1 trong những nguyên liệu không kém phần quan trọng, đƣợc bổ sung vào công đoạn phối trộn trong quá trình chế biến nƣớc mắm với mục đích:

Thính giúp hấp thụ 1 số mùi lạ sản sinh trong quá trình chế biến.

Cung cấp một lƣợng dinh dƣỡng giúp một số vi khuẩn có lợi sinh hƣơng tạo mùi thơm đặc trƣng của sản phẩm.

 Giúp tạo nên hƣơng vị đặc trƣng cho sản phẩm.

Yêu cầu: Thính phải rang thật kỹ, chín đều bên trong, có màu vàng đẹp.

Nƣớc

Nƣớc đƣợc bổ sung vào thời gian đầu của quá trình lên men với mục đích: Giúp hòa tan nhanh lƣợng muối còn trong khối mẫu.

Tạo môi trƣờng lỏng giúp cho enzyme và VSV hoạt động đƣợc dễ dàng, giúp tế bào thịt cua chóng đƣợc phân giải, rút ngắn đƣợc thời gian lên men.

Tăng khả năng truyền nhiệt từ môi trƣờng ngoài vào khối chƣợp.

Giảm độ mặn đầu của khối chƣợp tạo điều kiện cho một số vi sinh vật gây hƣơng thích nghi dần với môi trƣờng có nồng độ muối cao.

Yêu cầu: Nƣớc phải qua đun sôi.

Lá dừa

Lá dừa dùng vào công đoạn đầu của quá trình chế biến. Mục đích chính của việc sử dụng lá dừa trong quá trình chế biến là:

Nẹp khối mẫu chìm trong nƣớc bổi nhằm hạn chế tối đa việc tiếp xúc của khối chƣợp với không khí nằm trong khoảng không của dụng cụ chứa đựng để tránh các biến đổi xấu xảy ra trong thời gian đầu vì cua là một nguyên liệu rất dễ bị biến đen khi tiếp xúc với không khí.

Là nơi ngăn cách lớp muối thứ 3 với khối mẫu bên trong. Yêu cầu: Phải khô và đƣợc thanh trùng trƣớc khi sử dụng.

2.1.2. Các dụng cụ sử dụng trong quá trình chế biến

- Lọ thủy tinh có nắp đậy dùng để chứa đựng.

- Cối, chày để giã nhỏ nguyên liệu.

- Đũa tre dùng để khuấy đảo.

- Bì nilon dùng để đựng mẫu khi cân.

- Dụng cụ chứa đựng dùng khi phối trộn.

- Cân sử dụng để cân nguyên liệu.

- Vải lọc dùng để lọc nƣớc mắm.

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phƣơng pháp phân tích hóa học [6, 7] và phƣơng pháp phân tích vi sinh.

- Xác định đạm tổng quát bằng phƣơng pháp Kjeldahl.

- Xác định đạm thối.

- Xác định đạm foocmon và đạm axit amin.

- Xác định độ mặn bằng phƣơng pháp trực tiếp (Mohr).

- Xác định độ axit của nƣớc mắm.

2.2.2. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 [14]

Để đánh giá cảm quan sản phẩm nƣớc mắm cua đồng, tôi cho điểm cảm quan theo TCVN 3215-79. Đây là tiêu chuẩn sử dụng hệ điểm 20 xây dựng trên một thang thống nhất 6 bậc 5 điểm (từ 0 đến 5) trong đó điểm 0 ứng với chất lƣợng sản phẩm “bị hỏng”, còn từ điểm 1 đến điểm 5 ứng với mức khuyết tật giảm dần. Ở điểm 5 sản phẩm coi nhƣ không có sai lỗi và khuyết tật nào, trong tính chất đang xét, sản phẩm có tính tốt đặc trƣng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó. Tổng điểm của các chỉ tiêu là điểm chất lƣợng sản phẩm. Điểm này quyết định mức chất lƣợng của sản phẩm đƣợc đánh giá.

Bảng 2.1. Bảng đánh giá cảm quan. Bậc đánh giá Điểm chƣa có trọng lƣợng Cơ sở đánh giá 1 5

Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt đặc trƣng rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm không có sai lỗi hoặc khuyết tật nào.

2 4

Sản phẩm có khuyết tật nhỏ hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai nhƣng không làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

3 3

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai. Số lƣợng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm nhƣng sản phẩm vẫn đạt tiêu chuẩn.

4 2

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai. Số lƣợng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm sản phẩm không đạt chất lƣợng quy định trong tiêu chuẩn nhƣng còn khả năng bán đƣợc.

5 1

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm trọng, không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm. Song sản phẩm vẫn chƣa coi là bị hỏng. Sản phẩm đó không thể bán đƣợc nhƣng sau khi tái chế thích hợp vẫn có thể sử dụng đƣợc.

6 0

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm trọng, sản phẩm bị coi là hỏng, không sử dụng đƣợc nữa.

Khi đánh giá Hội đồng cảm quan căn cứ vào kết quả nhận đƣợc đối chiếu với bảng kết quả mô tả các chỉ tiêu này để cho điểm. Nếu Hội Đồng cảm quan có nhiều ngƣời thì điểm trung bình lấy kết quả trung bình cộng của các kiểm nghiệm viên đó. Để phân cấp chất lƣợng sản phẩm sau khi cho điểm ta sử dụng điểm có trọng lƣợng theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79). TCVN 3215-79 đã quy định các cấp chất lƣợng đối với sản phẩm thực phẩm có các điểm chung và các điểm trung bình chƣa có trọng lƣợng đối với một số chỉ tiêu tƣơng ứng nhƣ bảng dƣới đây:

Bảng 2.2. Bảng quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm thực phẩm.

Cấp chất lƣợng Điểm chất

lƣợng

Yêu cầu về điểm trung bình chƣa có trọng lƣợng đối với các chỉ tiêu

Loại tốt 18.6 ÷ 20.0 Các chỉ tiêu quan trọng nhất ≥ 4.7

Loại khá 15.2 ÷ 18.5 Các chỉ tiêu quan trọng nhất ≥ 3.8

Loại trung bình 11.2 ÷ 15.1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 2.8 Loại kém (không đạt mức chất

lƣợng quy định trong tiêu chuẩn nhƣng còn khả năng bán đƣợc).

7.2 ÷ 11.1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1.8 Loại rất kém (không có khả

năng bán đƣợc nhƣng sau khi tái chế thích hợp có thể sử dụng đƣợc)

4.0 ÷ 7.1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1.0

Loại hỏng (không còn sử dụng

Qua nghiên cứu tài liệu, tham khảo ý kiến của nhiều ngƣời dân đã từng làm một số loại nƣớc mắm tƣơng tự nhƣ sản phẩm nƣớc mắm cua đồng và hiểu biết của tôi qua quan sát thí nghiệm. Từ đó tôi xây dựng bảng điểm cảm quan cho sản phẩm “Nƣớc chấm lên men từ cua đồng” nhƣ sau:

Bảng 2.3. Thang điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm.

Tên chỉ tiêu Hệ số quan trọng Điểm chƣa có trọng lƣợng Yêu cầu Vị 1.2 5 Sản phẩm có vị ngọt đậm, có hậu vị đặc trƣng. 4 Sản phẩm có vị ngọt vừa, có hậu vị đặc trƣng của sản phẩm. 3 Sản phẩm có vị ngọt dịu, hơi mặn và ít có hậu vị đặc trƣng của sản phẩm. 2 Sản phẩm hơi có vị chua, mặn, ít có hậu vị đặc trƣng. 1 Sản phẩm có vị chua gắt, mặn và không có hậu vị đặc trƣng của sản phẩm.

0 Sản phẩm có vị lạ.

Mùi 1

5 Sản phẩm có mùi thơm rất đặc trƣng, không có mùi tanh hoặc mùi lạ.

4

Sản phẩm có mùi thơm khá đặc trƣng, không có mùi tanh hoặc mùi lạ.

3 Sản phẩm ít có mùi thơm đặc trƣng, hơi có mùi tanh, không có mùi chua. 2 Sản phẩm ít có mùi thơm đặc trƣng,

hơi có mùi tanh, mùi chua.

1 Sản phẩm có mùi tanh mạnh, mùi chua. 0 Sản phẩm có mùi lạ. Trạng thái 1 5 Hơi sệt và đồng nhất. 4 Hơi sệt và ít đồng nhất. 3 Sệt và ít đồng nhất. 2 Lỏng, hơi phân tầng. 1 Lỏng, phân tầng rõ rệt. 0 Phân tầng rõ rệt, có ròi. (bọ) Màu sắc 0.8 5 Sản phẩm có màu vàng nâu. 4 Sản phẩm có màu vàng. 3 Sản phẩm có màu vàng rơm. 2 Sản phẩm có màu nâu nhạt. 1 Sản phẩm có màu nâu đen. 0 Sản phẩm có màu đen.

2.2.3. Phƣơng pháp chế biến dự kiến

Trên thực tế để đƣa một sản phẩm đến với ngƣời tiêu dùng và đƣợc họ chấp nhận thì phải trải qua rất nhiều quá trình nghiên cứu. Với những sản phẩm khác nhau thì quá trình chế biến cũng khác nhau hoàn toàn do tính chất phụ thuộc rất nhiều yếu tố và còn tùy thuộc vào đặc tính của loại nguyên liệu. Chính vì thế bƣớc đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học em đã đƣa ra quy trình chế biến dự kiến (hình 2.1) và tiến hành nghiên cứu các công đoạn của quy trình để đƣa ra một quy trình sản xuất hoàn chỉnh.

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế biến nước chấm lên men từ cua đồng dự kiến.

2. Thuyết minh quy trình

Cua đƣợc mua từ các chợ thuộc các tỉnh miền trung từ Bình Định đến Khánh Hòa. Cua đồng sau khi tiếp nhận đƣợc rửa qua nƣớc sạch nhiều lần nhằm loại bỏ bớt bùn đất bám quanh mình cua. Cua sau khi đƣợc rửa sạch thì bóc yếm.

Đối với cua đồng sạch ta chỉ cần loại bỏ phần yếm, còn cua bẩn khi xử lý cần để riêng biệt phần mai và phần mình cua tránh lây nhiễm xảy ra. Ngoài xử lý nguyên liệu chính là cua đồng thì còn có xử lý nguyên liệu phụ: dứa và gạo tẻ. Cua và nguyên liệu phụ sau khi đƣợc xử lý xong sẽ đƣợc cân để đảm bảo khối lƣợng tạo điều kiện cho công đoạn phối trộn sau này.

Xử lý sơ bộ